2019-2020年高中物理 13.6 第6節(jié)光的偏振教案 新人教版3-4.doc

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2019-2020年高中物理 13.6 第6節(jié)光的偏振教案 新人教版3-4 【教學(xué)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1．通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)振動(dòng)中的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波有偏振現(xiàn)象。 2．了解偏振光和自然光的區(qū)別，從光的偏振現(xiàn)象知道光是橫波。 3．了解日常見到的光多數(shù)是偏振光，了解偏振光在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用。 （二）過程與方法 1．通過機(jī)械波的偏振實(shí)驗(yàn)和光的偏振實(shí)驗(yàn)掌握類比研究物理問題的方法。 2．通過對(duì)光的偏振應(yīng)用的學(xué)習(xí)，提高應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過課外活動(dòng)觀察光的偏振現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際學(xué)習(xí)物理的觀念和習(xí)慣。 【教學(xué)重點(diǎn)】 光的偏振實(shí)驗(yàn)的觀察和分析。 【教學(xué)難點(diǎn)】 光振動(dòng)與自然光和偏振光的聯(lián)系。 【教學(xué)方法】 通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使學(xué)生認(rèn)清機(jī)械波中橫波的偏振現(xiàn)象，再通過機(jī)械波與光波的類比，實(shí)現(xiàn)輕松過渡，形成概念明確規(guī)律，并在應(yīng)用中深化知識(shí)的理解。 【教學(xué)用具】 柔軟的長(zhǎng)繩一根，帶有狹縫的木板兩塊，細(xì)軟的彈簧一根，電氣石晶體薄片或人造偏振片兩片，投影儀 【教學(xué)過程】 （一）引入新課 （復(fù)習(xí)橫波和縱波的概念） 師：請(qǐng)同學(xué)們回憶一下機(jī)械波一節(jié)內(nèi)容，舉例說說什么是橫波？什么是縱波？ 生：振動(dòng)方向和傳播方向垂直的波叫橫波，抖動(dòng)水平軟繩時(shí)產(chǎn)生的波就是橫波，振動(dòng)方向和傳播方向一致的波叫縱波，像水平懸掛的彈簧一端振動(dòng)時(shí)形成的沿彈簧傳播的波。 師：通過前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道光具有波動(dòng)性，那么光波究竟是橫波還是縱波呢？ 這節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的偏振現(xiàn)象，可以說明光是橫波。 （二）進(jìn)行新課 1．偏振現(xiàn)象 師：我們先通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來看看怎么判斷一種波是橫波還是縱波。 ［演示一］ 介紹課本圖13.6－1裝置，教師演示，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察波傳到狹縫時(shí)的情況，看波能否通過狹縫傳到木板的另一側(cè)。 師：請(qǐng)一位同學(xué)來表述一下看到的現(xiàn)象。 生：對(duì)繩上形成的橫波，當(dāng)狹縫與振動(dòng)方向一致時(shí)，波不受阻礙，能通過狹縫，而當(dāng)狹縫與振動(dòng)方向垂直時(shí)，波被狹縫擋住，不能通過狹縫傳到木板另一端，對(duì)彈簧上形成的縱波，無論狹縫怎樣放置，彈簧上疏密相間的波均能順利通過狹縫傳播到木板另一側(cè)。 師：表達(dá)得不錯(cuò)，還有同學(xué)要補(bǔ)充嗎？ 生：在繩上橫波傳播過程中，當(dāng)狹縫既不與振動(dòng)方向平行也不與振動(dòng)方向垂直時(shí)，有部分振動(dòng)能通過狹縫。 師：很好。橫波的這種現(xiàn)象稱為偏振現(xiàn)象，大家看到，縱波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，根據(jù)是否能發(fā)生偏振，我們可以判斷一個(gè)機(jī)械波是橫波還是縱波。雖然這種方法對(duì)判斷機(jī)械波并非必要，但我們可以借助這種方法來判斷光波是橫波還是縱波。 ［演示二］ （教師介紹裝置，強(qiáng)調(diào)起偏器P和檢偏器Q的作用，演示同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察隨著檢偏器Q的轉(zhuǎn)動(dòng)屏上光照強(qiáng)度的變化） 師：請(qǐng)大家看這個(gè)薄片，它在我們這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中的作用與前面的帶有狹縫的木板類似，它上面有一個(gè)特殊的方向稱透振方向，只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能透過偏振片，下面請(qǐng)大家認(rèn)真觀察。 ［現(xiàn)象1］用一個(gè)起偏器觀察自然光，偏振片是透明的，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)P時(shí)，透射光強(qiáng)度不變。［投影］ 師：同學(xué)們能由此得到什么結(jié)論嗎？ 生：光是縱波。 師：怎么得到這個(gè)結(jié)論的呢？ 生：與前面縱波實(shí)驗(yàn)類比得到的。 師：大家有沒有考慮過假如波是橫波而且沿各個(gè)方向都有振動(dòng)的情況呢？ （學(xué)生默然，教師繼續(xù)演示） ［現(xiàn)象2］加上檢偏器Q，當(dāng)Q的透振方向與P的透振方向一致時(shí)，透射光強(qiáng)度最大。［投影］ ［現(xiàn)象3］以光傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)時(shí)，透射光強(qiáng)度減弱。當(dāng)Q與P透振方向垂直時(shí)，屏上最暗，光強(qiáng)幾乎為零。［投影］ 師：現(xiàn)在大家能判斷光是橫波還是縱波了嗎？ 生：能，是橫波。 師：那現(xiàn)象1是怎么回事呢？原來，我們這里用的太陽光源包含了垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。通過起偏器后，這種光就只能沿著一個(gè)特定方向振動(dòng)，這種光叫做偏振光。橫波只沿著某一個(gè)特定方向振動(dòng)，稱為波的偏振。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。 師：哪位同學(xué)能來解釋剛才我們看到的三個(gè)現(xiàn)象呢？ （學(xué)生基本上能根據(jù)與機(jī)械波類比解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并明確光是一種橫波。） 師：其實(shí)，除了從太陽、電燈這樣一些從光源直接發(fā)出的光外，通?？吹降慕^大部分光都是偏振光，請(qǐng)大家看課本圖13.6－4，在這里反射光和折射光都是偏振光，且兩者偏振方向相互垂直。 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材70頁有關(guān)內(nèi)容。了解光的偏振現(xiàn)象是一種常見現(xiàn)象，只是我們不能用肉眼直接察覺罷了。 2．偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 ［投影］光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 （1）偏振濾光片 （2）車燈玻璃和擋風(fēng)玻璃 （3）偏光眼鏡（觀看立體電影） （4）拍攝水面景物 （5）液晶顯示 （引導(dǎo)學(xué)生分析這些應(yīng)用的原理，鼓勵(lì)學(xué)生從生產(chǎn)生活中查找偏振應(yīng)用實(shí)例，條件許可還可教學(xué)生自制偏振片）。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)習(xí)了波的偏振現(xiàn)象。了解了自然光、偏振光的概念，并知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。還了解了偏振現(xiàn)象的一些應(yīng)用。 （四）課余作業(yè) 完成P72“問題與練習(xí)”的題目。 課后閱讀71頁“科學(xué)漫步”――立體電影和偏振光。 附：課后訓(xùn)練 1．下列說法正確的是 A．機(jī)械波都能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象 B．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 C．自然光不能產(chǎn)生偏振，說明自然光是縱波 D．光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的振動(dòng)引起的 答案：B 2．縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是 A．偏振現(xiàn)象 B．反射現(xiàn)象 C．折射現(xiàn)象 D．衍射現(xiàn)象 答案：A 3．如圖所示，太陽光照射到兩種介質(zhì)的界面上。關(guān)于反射光和折射光，下列說法正確的是 A．入射光、反射光、折射光都是偏振光 B．入射光是自然光，折射光、反射光是偏振光 C．反射光垂直于紙面振動(dòng)，折射光在紙面內(nèi)振動(dòng) D．反射光在紙面內(nèi)振動(dòng)，折射光垂直于紙面振動(dòng) 答案：BC 4．對(duì)激光的認(rèn)識(shí)，以下說法正確的是 A．普通光源發(fā)出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一種光 C．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光 D．激光已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)方面 答案：CD 5．兩個(gè)偏振片緊靠在一起，將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過。如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象 A．透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減弱到零 B．透過的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后減弱到非零的最小值 C．透過的光強(qiáng)在整個(gè)過程中都增強(qiáng) D．透過的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng) 解析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時(shí)，沒有光通過；二者的偏振方向平行時(shí)，光強(qiáng)度達(dá)到最大.當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)180的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光強(qiáng)先增強(qiáng)，又減小到零. 答案：A 6．夜間行車時(shí)，對(duì)面來車的車燈的強(qiáng)光刺眼會(huì)使司機(jī)看不清路況，因此兩車交會(huì)前要交替滅燈，同時(shí)減速，這樣很不方便。科學(xué)家設(shè)想，把每輛車前大燈罩玻璃換成偏振片，把車前擋風(fēng)玻璃也設(shè)計(jì)一塊偏振片，偏振片的透振方向一致，且都與水平面成45角，如圖所示，當(dāng)夜晚行車時(shí)，就能避免對(duì)方燈光刺眼，且司機(jī)對(duì)自己車燈發(fā)出的光感覺和不加偏振片相同。試述其原理。 答案：相向運(yùn)動(dòng)的車偏振片透振方向互相垂直，彼此的擋風(fēng)玻璃上的偏振片使對(duì)方車燈的偏振光不能通過，但能通過自己車燈的偏振光。 7．如圖所示，將上一偏振片慢慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，屏上的光的亮度開始逐漸________，當(dāng)它轉(zhuǎn)到90時(shí)，屏上光亮度將最________（填“暗”“亮”），繼續(xù)轉(zhuǎn)到180時(shí)光由最________變?yōu)樽頮_______。如此每轉(zhuǎn)90，交替變化一次（設(shè)開始時(shí)上、下兩偏振片平行且透振方向完全一致） 答案：變暗，暗，暗，亮